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【摘要】近几年来，机电一体化系统创新地将智能控制技术运用到实践应用中，针对环境、目标以及任务等被控制对象，进行智能化的调控，并在不断研究与实践中取得了较好的成效本文以机电一体化的研究现状及发展趋势着手，深入讨论了智能控制在机电一体化中的应用。
【关键词】机电一体化；智能控制；应用；分析
中图分类号：TH-39 文献标识码：A 文章编号：
一、前言
当今社会，科学技术突飞猛进，而作为第二次科技革命重要标志的电子技术也不断地得到发展，其中微电子技术的发展、超大规模的集成电路的发展，使得机电一体化的技术逐渐成熟起来，并且机电一体化得到了广泛应用。在机电一体化的过程中，智能控制是新兴的方向，也是最有潜力的方向，对机电一体化有着举足轻重的作用。
二、机电一体化的研究现状及发展趋势
1、机电一体化的研究现状
近年来机电一体化研究进展很快，成果累累，在以下几个方面取得了较快发展。
（一）、计算机数控机床
计算机数控机床(CNC) 是一种由计算机或专用电子计算装置控制的高效自动化机床。
（二）、工业机器人
工业机器人(IR)一般应由机械系统、驱动系统、控制系统、检测传感系统和人工智能系统等组成。
（三）、先进制造系统
目前，先进制造系统有柔性制造单元(FMC)、柔性制造系统(FMS)、柔性生产线等几种形式。
（四）、汽车的机电一体化
汽车的机电一体化的中心内容是以微机为中心的自动控制改善汽车的性能，增加汽车的功能，实现汽车降低油耗，减少排气污染，提高汽车行驶的安全性、可靠性、操作方便和舒适性。
（五）、智能控制系统
智能控制是由人工智能与自动控制两部分组成，目标就是使计算机去做那些只有人才能做具有智能的工作。近年来，智能控制技术在工程上的应用有了很大突破，各种机电设备和建设工程的智能化控制广泛普及。
2、机电一体化的发展趋势
随着科学技术和工业生产的飞跃发展，机电一体化在以下几个方面引起学术界的重视并开展了有益的探讨。
（一）、计算机集成制造系统
计算机集成制造系统(CIMS) 是在当代计算机信息技术环境下的制造技术和制造系统。
（二）、智能制造技术
智能制造系统( IMT) 是由智能机器和人类专家组成的人机一体化系统，是在人类专家的指导下，做到人机的有机结合，而不是取代人。智能制造系统具有很强的自律能力、人机一体化能力、高水平的人机一体化(即虚拟制造技术)。
（三）、精益生产方式和敏捷制造技术
（四）、快速零件制造技术
（五）、面向21世纪的制造模式
三、智能控制技的涵义及分类
1、智能控制技的涵义
智能控制技术主要是将人工智能理论、自动控制理论、信息理论等有关优化调控方式的理论知识综合起来，形成有别于传统自动化控制技术上的新型控制技术。
2、智能控制技的分类
智能控制系统实际上是一种多项控制技术。智能控制的顺利运行主要是依赖于各种不同的智能控制系统展开操作，以构建出混合、集成的控制系统。在智能系统中许多智能技术才能得到充分运用，当前采取的智能控制系统如下所述：
分级控制系统
分级控制又称“分级递阶智能控制”，该控制的运行主要依靠自适应控制、自组织控制等前提条件。
学习控制系统
对于人类大脑而言，学习是智慧能力的表现形式。学习控制系统一般通过对内部结构进行辨别、认知、调整后，利用对信号的循环输入和数据处理来保证良好的运行效果。
专家控制系统
该智能系统实际上是将人的经验、知识、技能融合在计算机系统中的一种形式。其根据对应的程序指令运行操作。
神经网络系统
目前，运用最多的则是人工神经网络控制系统，这种智能网络结构形式主要运用了神经细胞、人工神经元等构成的模式。
四、智能控制特点及主要方法
智能控制以控制理论、计算机科学、人工智能、运筹学等学科为基础，扩展了相关的理论和技术，形成了许多智熊控制理论和方法，主要有：④专家控
制；②模糊控制；③神经网络控制；④分级递阶智能控制；⑤集成智能控制，即将几种智能控制方法或机理融合在一起而构成的智能控制方法；⑥组合智慧控制方法；⑦混沌控制；⑧小波理论；⑨进化计算与遗传算法。
智能化是机电一体化系统发展的一大趋势，从某种意义上讲，机电一体化系统的优劣在很大程度上取决于控制系统的好坏。智能控制已经被广泛用于机电一体化系统。目前，专家系统、模糊系统、神经网络以及遗传算法，是机电一体化系统(产品)实现智能控制的四种主要技术，它们各自独立发展又彼此摆互渗透。
五、智能控制与机电一体化的结合
智能控制与机电一体化的结合应用产生了一门新的应用范畴—— 机电智能控制系统。机电智能控制系统，就是符号智能控制的复杂机电动力学系统。机电智能控制作为受控部分的复杂机电动力学系统，其主要特征是：系统具有众多的状态和状态变量，各个状态和状态变量之间存在丰富的联系，这种联系可以是控制联系也可以是信息联系：系统难以用定量模型作完整的描述，考虑到输入量、输出量、作业环境及人机交互等因素。生产过程、制造系统、生产车间、工厂以及在复杂环境中完成目标作业的机械设备等，都可以看作是复杂动力学系统。
六、智能控制与传统控制的差别
(1)智能控制发展了传统的理論，使传统控制成为了它的一部分，成为了它的初级阶段。
(2)智能控制综合了许多门学科，不论是“二元论”、“三元论”还是“四元论”，智能控制理论总足把人工智能、运筹学、自动控制理论、信息论的交叉部分作为它的基础。
(3)智能控制一般把任务要求很复杂的、具有不确定性的模型、非线性很强的任务作为它的主要对象。而传统控制只是把线性的、单一的任务做为它的对象。
(4)与传统控制相比，智能控制系统把描述数学模型和识别环境等方面作为设计的重点。而传统控制则是把运动学方程、传递函数、动力学方程等数学模型作为描述系统的方法。
(5)通过对专家的经验的学习，智能控制从中获取所需知识，而传统的控制则是通过不同的定理、定律来获得所需的知识。
七、智能控制如何应用于机电一体化系统之中
机电一体化是推动工业现代化的重要技术。“智能化”作为当代科技的趋势所在，因此智能控制在机电一体化中的作用不可估量，智能控制应用于机电一体化中有以下几点作用：
1、优化效能
多数数控系统运用的是模块化设计的思路和方式，有着较为广阔的功能涉及面，裁剪性也非常好。如果是群控系统，对于相同的群控系统完全可以借助各种操作流程，进而保证系统的调整能够符合相关标准和要求。
2、提高精度
精度对于数控机床而言是衡量机电一体化制造技术的重要指标，直接影响着产品加工成品率的高低。与旧的设备相比，智能数控系统融合了高速CPU 芯片、多 CPU 控制系统、RISC芯片与交流数字伺服系统，促使机床的精度得以大大的提高。
3、程序控制
操作程序是系统运行的主要指令，根据加工产品的尺寸、精度来编制操作程序才能使产品加工后达到智能效果。
4、改进加工
智能控制方式的运用可以缩短加工时间、优化操作流程。实现了复合加工的效果，数控机床通过智能控制满足了多轴、多控制加工的需要，可以有效地减少人工操作次数，加工程序得到了优化和改进。
八、结束语
智能控制是现代机电一体化系统中运用最多的控制方式，其凭借“高性能、高效率、高水平”的控制优势正在逐渐取代传统的控制方法。研究开发机电智能控制基础理论和技术的目的是发展各种实用、先进的智能机器、智能机构和智能工程技术。在由人和机器组成的人机系统中，发挥人的智能优势，优化分配人和机器之间的功能，学习机电智能控制用之有效的各种知识，提高人的工作能力。
参考文献
[1]张建民.机电一体化系统设计[M].北京理工大学出版社，1996.
[2]廖效果,朱启逑. 数字控制机床[M].华中理工大学出版社，1992.
[3]刘红奇，李斌，唐小璋．面向数控加工的嵌入式自适应控制技术田[J]．华中科技大学学报，2009(08)．
[4]王敏,温斌,王秀丽．机电一体化系统的智能化[J].太原科技，2006(6),56—57．
[5]刘晓秋.机电一体化研究现状及发展应用前景[J].江西有色金属,2000(4)．
【关键词】机电一体化；智能控制；应用；分析
中图分类号：TH-39 文献标识码：A 文章编号：
一、前言
当今社会，科学技术突飞猛进，而作为第二次科技革命重要标志的电子技术也不断地得到发展，其中微电子技术的发展、超大规模的集成电路的发展，使得机电一体化的技术逐渐成熟起来，并且机电一体化得到了广泛应用。在机电一体化的过程中，智能控制是新兴的方向，也是最有潜力的方向，对机电一体化有着举足轻重的作用。
二、机电一体化的研究现状及发展趋势
1、机电一体化的研究现状
近年来机电一体化研究进展很快，成果累累，在以下几个方面取得了较快发展。
（一）、计算机数控机床
计算机数控机床(CNC) 是一种由计算机或专用电子计算装置控制的高效自动化机床。
（二）、工业机器人
工业机器人(IR)一般应由机械系统、驱动系统、控制系统、检测传感系统和人工智能系统等组成。
（三）、先进制造系统
目前，先进制造系统有柔性制造单元(FMC)、柔性制造系统(FMS)、柔性生产线等几种形式。
（四）、汽车的机电一体化
汽车的机电一体化的中心内容是以微机为中心的自动控制改善汽车的性能，增加汽车的功能，实现汽车降低油耗，减少排气污染，提高汽车行驶的安全性、可靠性、操作方便和舒适性。
（五）、智能控制系统
智能控制是由人工智能与自动控制两部分组成，目标就是使计算机去做那些只有人才能做具有智能的工作。近年来，智能控制技术在工程上的应用有了很大突破，各种机电设备和建设工程的智能化控制广泛普及。
2、机电一体化的发展趋势
随着科学技术和工业生产的飞跃发展，机电一体化在以下几个方面引起学术界的重视并开展了有益的探讨。
（一）、计算机集成制造系统
计算机集成制造系统(CIMS) 是在当代计算机信息技术环境下的制造技术和制造系统。
（二）、智能制造技术
智能制造系统( IMT) 是由智能机器和人类专家组成的人机一体化系统，是在人类专家的指导下，做到人机的有机结合，而不是取代人。智能制造系统具有很强的自律能力、人机一体化能力、高水平的人机一体化(即虚拟制造技术)。
（三）、精益生产方式和敏捷制造技术
（四）、快速零件制造技术
（五）、面向21世纪的制造模式
三、智能控制技的涵义及分类
1、智能控制技的涵义
智能控制技术主要是将人工智能理论、自动控制理论、信息理论等有关优化调控方式的理论知识综合起来，形成有别于传统自动化控制技术上的新型控制技术。
2、智能控制技的分类
智能控制系统实际上是一种多项控制技术。智能控制的顺利运行主要是依赖于各种不同的智能控制系统展开操作，以构建出混合、集成的控制系统。在智能系统中许多智能技术才能得到充分运用，当前采取的智能控制系统如下所述：
分级控制系统
分级控制又称“分级递阶智能控制”，该控制的运行主要依靠自适应控制、自组织控制等前提条件。
学习控制系统
对于人类大脑而言，学习是智慧能力的表现形式。学习控制系统一般通过对内部结构进行辨别、认知、调整后，利用对信号的循环输入和数据处理来保证良好的运行效果。
专家控制系统
该智能系统实际上是将人的经验、知识、技能融合在计算机系统中的一种形式。其根据对应的程序指令运行操作。
神经网络系统
目前，运用最多的则是人工神经网络控制系统，这种智能网络结构形式主要运用了神经细胞、人工神经元等构成的模式。
四、智能控制特点及主要方法
智能控制以控制理论、计算机科学、人工智能、运筹学等学科为基础，扩展了相关的理论和技术，形成了许多智熊控制理论和方法，主要有：④专家控
制；②模糊控制；③神经网络控制；④分级递阶智能控制；⑤集成智能控制，即将几种智能控制方法或机理融合在一起而构成的智能控制方法；⑥组合智慧控制方法；⑦混沌控制；⑧小波理论；⑨进化计算与遗传算法。
智能化是机电一体化系统发展的一大趋势，从某种意义上讲，机电一体化系统的优劣在很大程度上取决于控制系统的好坏。智能控制已经被广泛用于机电一体化系统。目前，专家系统、模糊系统、神经网络以及遗传算法，是机电一体化系统(产品)实现智能控制的四种主要技术，它们各自独立发展又彼此摆互渗透。
五、智能控制与机电一体化的结合
智能控制与机电一体化的结合应用产生了一门新的应用范畴—— 机电智能控制系统。机电智能控制系统，就是符号智能控制的复杂机电动力学系统。机电智能控制作为受控部分的复杂机电动力学系统，其主要特征是：系统具有众多的状态和状态变量，各个状态和状态变量之间存在丰富的联系，这种联系可以是控制联系也可以是信息联系：系统难以用定量模型作完整的描述，考虑到输入量、输出量、作业环境及人机交互等因素。生产过程、制造系统、生产车间、工厂以及在复杂环境中完成目标作业的机械设备等，都可以看作是复杂动力学系统。
六、智能控制与传统控制的差别
(1)智能控制发展了传统的理論，使传统控制成为了它的一部分，成为了它的初级阶段。
(2)智能控制综合了许多门学科，不论是“二元论”、“三元论”还是“四元论”，智能控制理论总足把人工智能、运筹学、自动控制理论、信息论的交叉部分作为它的基础。
(3)智能控制一般把任务要求很复杂的、具有不确定性的模型、非线性很强的任务作为它的主要对象。而传统控制只是把线性的、单一的任务做为它的对象。
(4)与传统控制相比，智能控制系统把描述数学模型和识别环境等方面作为设计的重点。而传统控制则是把运动学方程、传递函数、动力学方程等数学模型作为描述系统的方法。
(5)通过对专家的经验的学习，智能控制从中获取所需知识，而传统的控制则是通过不同的定理、定律来获得所需的知识。
七、智能控制如何应用于机电一体化系统之中
机电一体化是推动工业现代化的重要技术。“智能化”作为当代科技的趋势所在，因此智能控制在机电一体化中的作用不可估量，智能控制应用于机电一体化中有以下几点作用：
1、优化效能
多数数控系统运用的是模块化设计的思路和方式，有着较为广阔的功能涉及面，裁剪性也非常好。如果是群控系统，对于相同的群控系统完全可以借助各种操作流程，进而保证系统的调整能够符合相关标准和要求。
2、提高精度
精度对于数控机床而言是衡量机电一体化制造技术的重要指标，直接影响着产品加工成品率的高低。与旧的设备相比，智能数控系统融合了高速CPU 芯片、多 CPU 控制系统、RISC芯片与交流数字伺服系统，促使机床的精度得以大大的提高。
3、程序控制
操作程序是系统运行的主要指令，根据加工产品的尺寸、精度来编制操作程序才能使产品加工后达到智能效果。
4、改进加工
智能控制方式的运用可以缩短加工时间、优化操作流程。实现了复合加工的效果，数控机床通过智能控制满足了多轴、多控制加工的需要，可以有效地减少人工操作次数，加工程序得到了优化和改进。
八、结束语
智能控制是现代机电一体化系统中运用最多的控制方式，其凭借“高性能、高效率、高水平”的控制优势正在逐渐取代传统的控制方法。研究开发机电智能控制基础理论和技术的目的是发展各种实用、先进的智能机器、智能机构和智能工程技术。在由人和机器组成的人机系统中，发挥人的智能优势，优化分配人和机器之间的功能，学习机电智能控制用之有效的各种知识，提高人的工作能力。
参考文献
[1]张建民.机电一体化系统设计[M].北京理工大学出版社，1996.
[2]廖效果,朱启逑. 数字控制机床[M].华中理工大学出版社，1992.
[3]刘红奇，李斌，唐小璋．面向数控加工的嵌入式自适应控制技术田[J]．华中科技大学学报，2009(08)．
[4]王敏,温斌,王秀丽．机电一体化系统的智能化[J].太原科技，2006(6),56—57．
[5]刘晓秋.机电一体化研究现状及发展应用前景[J].江西有色金属,2000(4)．